Zvětšit obrázek

Projekt CLIC. Kredit: CERN.

V dnešním světě nikdo nemá na Velký hadronový srážeč LHC v CERNu. Je to největší, nejvýkonnější, nejdražší a také nejvíc sexy urychlovač částic všech dob. Částice o rekordních energiích by měl srážet do roku 2035. Pak by měl jít do výslužby, i když u podobných zařízení to nikdy není úplně jisté. Kdo ale bude srážet částice po LHC?

Týmy odborníků po světě usilovně pracují na tom, aby spatřila světlo světa nová generace urychlovačů. Připravují jejich design a co je zásadní, shánějí pro ně financování. Jedním z takových slibných designů je lineární srážeč Compact Linear Collider, s elegantní zkratkou CLIC. V nedávném článku na preprintovém serveru arXiv ho popisuje polský fyzik Aleksander Filip Zarnecki z Varšavské univerzity.
Podle online magazínu Live Science je CLIC jako gigantický subatomární railgun, srážeč částic, co by byl ve své nejdelší verzi delší než celý Manhattan. S takovým „railgunem“ by bylo možné pátrat po tajemstvích nedávno objeveného a stále dost záhadného Higgsova bosonu nebo hledat cestu k překročení hranice Standardního modelu.

Aleksander Filip Zarnecki. Kredit: Uniwersytet Warszawski.

Design lineárního srážeče částic CLIC je oproti LHC mnohem jednodušší. Také neurychluje hadrony, nýbrž elektrony a jejich antihmotové protějšky pozitrony. Tyto elementární částice by urychloval na dráze dlouhé 11 až 50 kilometrů, podle toho, jako bude vypadat CLIC ve své finální podobě. Srážeč CLIC by měl nastoupit do služby postupně. V roce 2035, tedy v době plánovaného ukončení provozu LHC, by měl být CLIC spuštěný v 1. fázi, kdy bude urychlovat částice na energie do 380 GeV. Až CLIC pojede na plný výkon, tak by měl zvládat energie 3 TeV.

Pozorný čtenář si jistě hned všimne, že i plný výkon srážeče CLIC je několikanásobně nižší, nežli energie, jaké dnes umí LHC. Nicméně, srážeč CLIC by neměl spoléhat na hrubou sílu, nýbrž na důvtip. Když v osmdesátých a devadesátých letech navrhovali LHC, tak nikdo nevěděl, jestli Higgs vůbec existuje a pokud ano, tak jaké má parametry. Proto museli fyzici vymyslet univerzální urychlovač, aby mohl hledat neznámého Higgse rozmanitými způsoby.

Design CLIC. Kredit: Stapnes, S. (2019). Nature Reviews Physics.

Teď už ale víme, že Higgsův boson existuje, a známe jeho některé základní parametry. Proto je možné postavit urychlovače částic, které budou přesně vyladěné na výzkum Higgse. Jinými slovy, lze je postavit tak, aby vyrobily co nejvíc Higgsových bosonů. Fyzici si v té souvislosti oblíbili vykutálený pojem Higgsstrahlung. Je to vtipná obdoba německého výrazu „bremsstrahlung“, což znamená „brzdné záření“, který se používá jako odkaz na tvorbu záření. Higgsstrahlung je, když se srazí elektron s pozitronem za extrémních energií a navzájem se anihilují, čímž dají vzniknout spršce nových částic, mezi nimž je i Z boson v páru s Higgsovým bosonem. CLIC by měl být skvělou „Higgsstrahlung Factory“, čili továrnou na Higgse, již v první verzi o energiích do 380 GeV.

Podobným způsobem by měl srážeč CLIC vyrábět i svrchní, čili t kvarky, které jsou ze všech kvarků nejvzácnější a zatím nejméně známé. A když na to přijde, CLIC by mohl pátrat i po temné hmotě. Zatím to nevypadá, že by ho nějaký experiment připravil o práci a objevil temnou hmotu už teď. Kdo ví, co všechno by „railgun na částice“ CLIC mohl dokázat. Doufejme, že LHC bude mít včas svého důstojného nástupce, ať to bude CLIC, či jiný stroj na zázraky.

Video:  CERN CLIC Test Facility


Literatura
Live Science 23. 8. 2019, arXiv:1908.04671.